7. Trinationaler Schülerkongress - ac-strasbourg.fr · Was wäre, wenn diese Zellen einen...

7.TrinationalerSchülerkongressderNaturwissenschaften&Technik

inStrasbourg(22.bis23.Januar2015)

Tagungsort:LeVaisseauOrganisation:BernadetteWalter,IngoKilian

Projektbeschreibungen–CH|FR|DE

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REGIERUNGSPRÄSIDIUM FREIBURG

Stand | Titel 1. L’oeil technique Lehrperson: Kandel Christophe, Leismann David, Rabahi Flora

Schüler: Dounia Atlas, Justine Geyer, Hamza Quechchar, Alexia Froehly

Schule: Collège Stockfeld Strasbourg

Projekt-beschreibung:

Les élèves de la classe de 4ème ont eu pour objectif d’expliquer l’apparition des yeux rouges sur certaines photos. Ce problème leur a permis d’étudier le mécanisme de la vision grâce à une approche pluridisciplinaire complémentaire en collaboration avec des chercheurs de l’IGBMC. En SVT, l’anatomie de l’œil de mammifère a été étudiée puis modélisé. Pour comprendre comment un objet est perçu, la lumière blanche a été abordée en physique-chimie ainsi que le fonctionnement des filtres et des lentilles. En technologie, une maquette d’un œil artificiel a été confectionnée en utilisant des lentilles et une cellule photovoltaïque. Des mesures de la tension du courant électrique produit par la cellule solaire ont été réalisées en fonction de l'intensité de la lumière incidente. Ces mesures ont servi de bases de données pour construire des graphiques en mathématiques. Avec les étudiants de l’INSA, un appareil photo artisanal (sténopé) a été construit et son fonctionnement mis en parallèle avec la maquette de l'œil artificiel. Die Schüler einer 4ème wollen erklären, wieso man manchmal auf Bildern rote Augen hat. Dieses Problem hat es ihnen ermöglicht, den Sehmechanismus in Zusammenarbeit mit den Forschern des IGBMC interdisziplinär zu erforschen. Im SVT (sciences et vie de la terre) Unterricht wurde das Auge von Säugetieren untersucht und als Modell dargestellt. Um zu verstehen, wie ein Objekt wahrgenommen wird, wurden das weiße Licht und die Funktionsweise von Filtern und Linsen im Physik- und Chemieunterricht besprochen. Im Technikunterricht wurde mit Hilfe von Linsen und einem Photoelement ein Modell eines künstlichen Auges erstellt. Die Schüler haben die Spannung des Stroms gemessen, der von der Solarzelle je nach Intensität des Lichtes produziert wurde. Diese Daten wurden als Basis für die Erstellung von Graphiken im Mathematikunterricht genommen. Gemeinsam mit den Studenten des INSA wurde ein Fotoapparat gefertigt (Lochkamera) und seine Funktionsweise mit der des Modells des künstlichen Auges verglichen.





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Stand | Titel: 2. Kettenreaktion Lehrperson: Viktoria Kromm

Schüler: Jan Lienemann, Jonathan Nitsch, Dominik Statz, Jordin Schurer

Schule: Albert-Einstein-Gymnasium Böblingen


Durch das Umfallen eines Dominosteins wird eine Kettenreaktion in Gang gesetzt, die aus drei unterschiedlichen Einheiten besteht. Am Ende der dritten Einheit muss wieder ein Dominostein umfallen. Die Zeit zwischen dem Umfallen der beiden Dominosteine muss mindestens 30 Sekunden betragen. La chute d’un domino provoque une réaction en chaîne qui se compose de trois étapes. Pour maintenir la réaction en chaîne, un autre domino doit tomber à la fin de la troisième étape et le temps entre la chute des deux dominos doit être d’au moins 30 secondes.

Stand | Titel: 3. Entwicklung eines neuen Dämmstoffes nach dem Aufbau einer Eierschale

Lehrperson: Renate Spanke

Schüler: Ronja Spanke

Schule: Hans-Thoma-Gymnasium / phaenovum Lörrrach


Bei uns in der Nähe gibt es ein großes Kalkabbaugebiet den Isteiner Klotz. Ich finde es sehr schade dass der ganze Kalk abgebaut wird, da dies auch sehr schädlich für die Umwelt ist. Deswegen habe ich überlegt woher man noch Kalk gewinnen kann. So bin ich auf Eierschalen gekommen weil ich es auch sehr faszinierend finde wie diese aufgebaut sind und wie man sie außer für den Kalkabbau noch nutzen kann, untersuche ich diese erst auf verschiedene Eigenschaften wie Wärmeleitfähigkeit. Die Eierschale ist so aufgebaut das sie Wärmespeichert und auch nur bestimmte Stoffe durch lässt. Mein Ziel ist es nicht nur damit den Kalkabbau zu senken sondern auch einen Dämmstoff nach dem Aufbau der Eierschale zu Entwickeln. Près de chez nous, il y a une région d’exploitation de chaux, le Isteiner Klotz. C’est dommage que toute la chaux soit exploitée car cela nuit aussi à l’environnement. C’est pour cela que j’ai réfléchi sur d’autres manières d’obtenir de la chaux. J’ai eu l’idée des coquilles d’œufs parce que leur structure et le fait de leurs multiples utilisations en dehors de l’obtention de la chaux sont fascinants. J’analyse d’abord les différentes propriétés comme p.ex. la conductivité de la chaleur. La structure de la coquille lui permet d’accumuler de la chaleur et d’être perméable juste pour certaines matières. Mon but est non seulement de réduire l’exploitation de chaux mais aussi de développer un isolant selon le modèle de la structure des coquilles.





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Stand | Titel: 4. Gewässeranalyse - Was trinken wir? Lehrperson: Renate Spanke

Schüler: Lara Sloan, Sabrina Kruse, Tamara Wiedemann

Schule: Hans-Thoma Gymnasium / phaenovum Lörrrach


Welche Stoffe sind in unserem Fluss-, Ab-, und Trinkwasser im Dreiländereck enthalten? Wie hoch ist z. B. der Koffeinkonsum in unserer Umgebung? Können wir aus dem Flusswasser auf einen quantitativen Wert des Koffeinkonsums schließen? Mithilfe einer Laboranalyse mit einer Hochleistungsflüssigkeits-chromatographie-Anlage (HPLC- Anlage) möchten wir Proben analysieren, um verschiedene Inhaltsstoffe nachzuweisen. Dies basiert auf der Grundlage, dass diverse Stoffe, darunter z. B. Stoffwechselprodukte des Körpers, ins Abwasser gelangen und oft nicht vollständig von Kläranlagen gereinigt werden können. Quelles substances se trouvent dans l’eau de rivière, résiduelle et potable de notre région trinationale du Rhin supérieur ? Combien de caféine est consommée dans nos alentours ? Peut-on déterminer la valeur quantitative de consommation de caféine en examinant l’eau des rivières ? A l’aide d’une machine de Chromatographie en phase liquide à haute performance nous analysons des échantillons afin de dépister les différents composants. On se base sur le principe que certaines substances, comme p. ex. des produits du métabolisme humain, sont présents dans les eaux usées et qu’il n’est souvent pas possible de les éliminer complètement dans les stations d'épuration.

Stand | Titel: 5. Cellules souches et infarctus du myocarde / Stammzellen

und Herzinfarkt Lehrperson: Schmittberger Anne

Schüler: Brach Louise, Manon Klopfenstein, Heitz Alexandre

Schule: Lycée Adrien Zeller Bouxwiller


Avec plus de 50000 études parues à leur sujet dans le monde entier en l'espace de trois ans, les cellules souches humaines et leur capacité à régénérer les tissus du corps humain révolutionneront probablement la médecine de demain. Et si ces cellules pouvaient prévenir l'infarctus du myocarde ainsi qu'accélérer et améliorer la convalescence des personnes touchées. En y ajoutant une dimension philosophique, trois lycéens du lycée Adrien Zeller se sont penchés sur cette question.





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In den drei letzten Jahren sind in der ganzen Welt mehr als 50 000 Studien über die Stammzellen veröffentlicht worden. Diese Zellen haben die Fähigkeit, Gewebe des menschlichen Körpers regenerieren zu können. Sie werden wahrscheinlich die Medizin der Zukunft revolutionieren. Was wäre, wenn diese Zellen einen Herzinfarkt vorbeugen könnten, oder die Rekonvaleszenz der Patienten beschleunigen und verbessern würden? Außerdem haben sich die drei Schüler mit der philosophischen Dimension dieser Frage auseinandergesetzt.

Stand | Titel: 6. Auswirkungen von Haarpflegeprodukten auf Haare Lehrperson: Renate Spanke

Schüler: Yolanda Klug, Annika Nirenberg

Schule: Freie Evangelische Schule Lörrach


Wir sind leider nicht blond. Viele unserer Freunde wollen schon immer blonde Haare haben. Helfen Blond-Shampoos dabei? Greifen sie unsre Haare in der Struktur an und ändern die Haare wirklich ihre Farbe? Aufbauend auf unser Projekt vom letzten Jahr werden wir verschiedene Haarproben nach Einwirkung der Kosmetika mit dem Mikroskop untersuchen sowie ihre Reißfestigkeit überprüfen. Hélas, nous ne sommes pas blondes. Un grand nombre de nos ami(e)s rêve d’avoir des cheveux blonds. Les shampoings éclaircissants, aident-ils ? Affectent-ils la structure de nos cheveux et les cheveux changent-ils vraiment de couleur ? En se basant sur notre projet de l’année dernière, nous ferons une analyse microscopique des différents échantillons de cheveux après l’action des produits et nous analyserons leur résistance.

Stand | Titel: 7. Et Sci … les savants avaient eu un blog ? Lehrperson: Pascale Gouzouazi

Schüler: Chirine Almi, Mathilde Auer, Émilie Blois, Nolwenn Rolling

Schule: Lycée Lambert Mulhouse


Des membres de l'Association Muséologie & Médiation Scientifique – InterESST Strasbourg interviennent au lycée Jean-Henri Lambert à Mulhouse afin de proposer à une classe de Seconde un atelier d'écriture original sous la forme d'un jeu de rôle : par binôme, les élèves interprètent un ou une savant(e) ayant marqué l'histoire de sa discipline. Le but est d'encourager l'appropriation des savoirs scientifiques enseignés en classe, en les mettant en perspective avec une recontextualisation personnelle et historique, tout en encourageant le potentiel créatif de chaque élève. L'équipe d'animateurs assure la mise en





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place des blogs de savants et le suivi personnel des élèves sur un atelier de 18 heures, le tout en collaboration avec l'équipe enseignante. Le projet, vivant, pluridisciplinaire et interactif a été répété avec succès et pose la question de nouvelles formes d'animation semi-continues en culture scientifique à destination du délicat public des 15-25 ans. Was würden die alten Wissenschaftler bloggen? Die 15-jährigen Schüler einer Klasse des Jean-Henri Lambert Gymnasiums (Mülhausen, Frankreich) hatten 18 Stunden, um über diese Frage nachzudenken. Zu zweit spielten sie online die Rolle wichtiger Wissenschaftler oder Wissenschaftlerinnen, die die Geschichte in ihren Bereichen beeinflusst haben. Aktive Mitglieder des Studentenvereins „AMMS – InterESST Strasbourg“ bieten diesem jungen Publikum eine interaktive und lebendige Einleitung zur Wissensgeschichte an. Mit diesem Projekt haben die Vortragenden die Absicht, die Schüler in die Entdeckung und das Verständnis des geschichtlichen Kontextes der Wissensfindung einzuführen. Natürlich ist die Methodologie wichtig und alle Informationen über die Wissenschaftler sollen stimmen, aber dieser interaktive Unterricht soll auch die besondere Kreativität jedes Schülers / jeder Schülerin fördern. Eine gute und regelmäßige Betreuung der Klasse wird durch die Zusammenarbeit zwischen den Studenten des Vereins „AMMS“ und den Lehrern in Mathematik, Physik- Chemie und Biologie ermöglicht. Dieses multidisziplinäre Projekt wurde schon zweimal wiederholt, und hat die Begeisterung aller Teilnehmer hervorgerufen.

Stand | Titel: 8. Wasserrakete - interessante Konstruktion Lehrperson: Peter Henn

Schüler: Luca Fender, Martin Meiser, Bjarne Schlipf

Schule: Herzog-Christoph-Gymnasium Beilstein


Vorstellung von Konstruktion und Test der Raketen Altimeter mit Luftdrucksensor und Datenlogger zur Höhenmessung Beschleunigungsmessung durch Videoanalyse und Datenlogging des Höhenmessers Verhältnisanalyse Wasser – Luft (Videovergleich zu unterschiedlichen Verhältnissen) Fusées d’eau : présentation de la construction et test des fusées Altimètre avec capteur de la pression atmosphérique et un enregistreur de données pour l’altimétrie Mesurer l’accélération à l’aide d’une analyse vidéo et d’un enregistrement de données de l’altimètre Analyse du rapport air-eau (comparaison d’enregistrements vidéo pour les différentes données)





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Stand | Titel: 9. Elektronik-kreativ gestaltet Lehrperson: Brigitte Kobiela

Schüler: Michelle Schweizer, Nele Pohlig, Anne Brosi

Schule: Herzog-Christoph-Gymnasium Beilstein


Elektronische Schaltungen finden interessant gestaltet Anwendungen in Technik und im Design. In nicht üblicher Art und Weise werden Schaltungen gezeichnet, geklebt und genäht. Verschiedene interessante Materialien werden im Stromkreis verwendet. Applications ingénieuses de circuits électroniques dans les domaines de la technique et du design. Nous fabriquons des circuits électroniques avec des techniques peu communes : dessin, collage ou couture, en utilisant différents matériaux intéressants.

Stand | Titel: 10. La couleur des yeux de la drosophileDie Augenfarbe der Obstfliege

Lehrperson: François Nussbaumer

Schüler: Mélanie Welte, Clémence Wagner, Morgane Roth, Dorine Patta

Schule: Lycée Bartholdi – Colmar


La couleur des yeux de la drosophile : diversité des pigments : explication génétique et moléculaire Faire la relation entre le génotype et le phénotype. Réalisation d'une chromatographie des pigments des yeux de différentes souches mutantes de Drosophile. Explication des génotypes des mutants. Die Augenfarbe der Obstfliege : die Unterschiedlichkeit der Pigmente ; genetische und molekulare Erklärung. Die Beziehung zwischen Genotyp und Phänotyp. Anfertigung einer Chromatographie der Augenpigmente verschiedener Mutante der Obstfliege. Erklärung der Genotype der Mutanten.





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Stand | Titel: 11. Biokunststoffe ; Biogasanlage zur Wasserstoffproduktion ; Pharmazeutische Pflanzeninhaltsstoffe

Lehrperson: Dr. Tanja Dörfner

Schüler: Mariam Idkhafif, Leon Saschin, Julia Negassa, Julia Schallmeier

Schule: Wirtemberg Gymnasium Stuttgart Untertürkheim


Es werden drei verschiedene Projekte vorgestellt: Biokunststoffe: Gewinnung von Biopolymere aus Knallgasbakterien. Durch bestimmte „Zufütterung“ bauen die diese Bakterien Polymere als Speichersubstanzen in ihr Zytoplasma ein. Biogasanlage zur Wasserstoffproduktion: Die Biogasanlage ist ein Minifermenter, in dem aus Rübenschnitzel Biogas, vor allem Wasserstoff, gewonnen wird, das eine Wasserstoffbrennstoffzelle antreibt. Außerdem die Weiterentwicklung: Aus Früchteabfall ebenfalls Wasserstoff gewinnen. Pharmazeutische Pflanzeninhaltsstoffe: Pflanzeninhaltsstoffe aus Flechten und anderen Pflanzen gewinnen, die antimikrobielle Wirkung besitzen. Extraktionen, Auftrennungen, und Testen gegen Antibiotika. Trois projets différents sont présentés : Bioplastiques : Obtention de biopolymères à base de bactéries d’oxyhydrogène. A travers d’une certaine manière « d’alimentation », ces bactéries incorporent des polymères comme substances d’accumulation à leur cytoplasme. Centrale de biogaz pour produire de l’hydrogène : La centrale de biogaz est un fermenteur miniature dans lequel on obtient du biogaz, surtout de l’hydrogène, à base de pulpe de betteraves. Cet hydrogène actionne une pile à combustible à hydrogène. Pour aller plus loin : Obtenir de l’hydrogène avec des résidus de fruits. Substances végétales pharmaceutiques : extraire des substances végétales de lichens et d’autres plantes ayant un impact antimicrobien. Extraction, séparation et test de la résistance aux antibiotiques.

Stand | Titel: 12. Öko – Solar – Miniboot Lehrperson: Horst Pfefferle

Schüler: Lange, Heinrich; Ritter, Johannes; Schenk, Max; Seyboldt, David; Wolzen, Georgi

Schule: Graf-Zeppelin-Gymnasium Friedrichshafen


Gebaut wird ein Mini-Solarboot Alle dazugehörenden Materialien sollen ökologischen Standards genügen, inklusiver verwendeter Kleber, Hölzer und Öle.Die meisten Arbeiten werden von Hand, ohne energieverbrauchende Maschinen, durchgeführt. Das Boot muss am Ende direkt mit Solarenergie –





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ohne Speicher – fahren. Die Schaltung der Solarzellen soll sinnvoll und effektiv sein. Der ganze Bau soll ferner kreativ gestaltet sein. Construction d’un Eco-bateau miniature. Tous les matériaux doivent répondre aux exigences écologiques, y compris la colle, les bois et les huiles utilisés. La majorité des travaux est réalisée à la main, sans utilisation de machines consommatrices d’énergie. A la fin, le bateau doit avancer uniquement grâce à l’énergie solaire – sans accumulateur. Le circuit des cellules solaires doit être performant et le bateau doit avoir un design original.

Stand | Titel: 13. Le Laurier-cerise: une plante dangereuse pour les herbivores

Lehrperson: Sophie Schmitt,

Schüler: Sacha Cariani, Arnaud Gunthner, Lucie Schneider, Angela Ull, Claire Grapin

Schule: Lycée Marguerite Yourcenar – Erstein


Le Laurier-cerise produit une molécule qui bloque la cyclose des chloroplastes dans les cellules végétales ( observation au microscope de ce phénomène). Cette molécule est un inhibiteur de la chaine respiratoire dans les mitochondries ( mise en évidence à l'aide d'une chaîne ExAO avec sonde oxymétrique ). Die Lorbeerkirsche produziert ein Molekül, das die Plasmaströmung der Chloroplasten in den Pflanzenzellen hemmt (mikroskopische Beobachtung dieses Phänomens). Dieses Molekül ist ein Hemmstoff der Atmungskette in den Mitochondrien (Nachweis mit Hilfe einer ExAO Kette mit Puls-Oximetrie-Sonde).

Stand | Titel: 14. Pfeil und Bogen – biologisch, chemisch und historisch Lehrperson: Dr. Daniel Brunner, Dr. Thomas Hari

Schüler: Daniel Guthruf, Fritschi Thierry, Marco Jenni, Saryl Bahri, Mario Neuenschwander

Schule: Gymnasium Thun-Schadau


Holz ist ein komplexes Gemisch aus verschiedenen chemischen Bestandteilen. Diese sind verantwortlich für den Aufbau unterschiedlicher Holzarten und dienen der Pflanze unter anderem als Strukturbausteine für ihre biologischen Eigenschaften. Wird Holz als Bausubstanz verwendet, ist vor allem die Unterscheidung zwischen Kern- und Splintholz von zentraler Bedeutung. Aus einem Stück Holz wurde ein Langbogen nach historischem Vorbild aber mit zeitgemäßen Werkzeugen gebaut. Welche Kriterien muss Holz erfüllen, damit ein Langbogen gebaut werden kann und wie wurde ein





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Langbogen im Mittelalter hergestellt? Diese Fragen beantworten die Schüler, indem sie den chemischen und biologischen Aufbau verschiedener Holzarten untersuchen und zusätzlich Pfeile aus Birkenpech, Geweih, Federn und wolligem Schneeball bauen. Le bois est un mélange complexe de différents composants chimiques. Ceux-ci déterminent les différentes essences de bois et constituent entre autre les éléments structurels des propriétés biologiques de la plante. Si l’on utilise le bois pour des constructions, la distinction entre bois de cœur et aubier est essentielle. A partir d’un morceau de bois on a construit un arc droit à l’authentique, mais avec des outils modernes. Quels critères le bois doit-il réunir pour permettre de fabriquer un arc droit et comment procédait-on au Moyen Age ? Les élèves répondent à ces questions en analysant la structure chimique et biologique des différentes essences de bois et en construisant en plus des flèches en résine de bouleau, en bois de cerfs, en plumes et avec des rameaux de viorne lantane.

Stand | Titel: 15. Pfeil und Bogen – physikalische Betrachtungen Lehrperson: Thomas Thormeier

Schüler: Fabian Oppliger, Jonas Junger

Schule: Gymnasium Thun-Schadau


Aus einem Stück Holz wurde ein Langbogen nach historischem Vorbild aber mit zeitgemäßen Werkzeugen gebaut. Mit Hilfe von Videoaufnahmen werden die physikalischen Eigenschaften des Bogens und die Flugbahnen der Pfeile analysiert. Weiter wird die Wirkung der abgeschossenen Pfeile auf verschiedene Materialien untersucht. Unter anderem wird dabei eine ballistische Gelatine verwendet. Als Vergleich dient ein moderner Bogen. A partir d’un morceau de bois on a construit un arc droit à l’authentique, mais avec des outils modernes. Les propriétés physiques de l’arc et les trajectoires des flèches sont analysés à l’aide d’un enregistrement vidéo. De plus ils étudient l’impact que les flèches tirées produisent dans différents matériaux en utilisant notamment du gel balistique. Un arc moderne sert de comparaison.





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Stand | Titel: 16. Regenerative Energien am Deutsches Museum - Ein Unterrichtsprojekt

Lehrperson: Dietmar Gruber

Schüler: Manuel Köhrer, Julian Merkel, Robin Müller

Schule: Markgrafen-Gymnasium Karlsruhe-Durlach


Im Schulunterricht „Naturwissenschaft und Technik (NwT) stellten wir ein öffentliches Gebäude modellhaft dar und versorgten es mit regenerativen Energien. Bei der Wahl des Gebäudes entschieden wir uns für das Deutsche Museum in München und erstellten nach einer Exkursion nach München das Modell im Maßstab 1:400. Zusätzlich verglichen wir die fünf regenerativen Energien (Biomasse, Geothermie, Wasserkraft, Windkraft und Solarenergie), um die für unser Modell sinnvollste herauszufinden und erstellten hierzu ein Plakat. Außerdem erstellten wir eine Machbarkeitsanalyse, in welcher wir anhand des Energieverbrauchs und -ertrages feststellten, dass die von uns gewählte Wasser- und Solarkraft den Energiebedarf decken. Auf dem Marktplatz stellen wir unser Modell (121cm x 68cm) sowie unser Plakat (DIN A0) vor. En SVT, nous avons fabriqué la maquette d’un bâtiment public et approvisionné le bâtiment en énergies renouvelables. Nous avons choisi le Deutsche Museum à Munich. Après une excursion sur place, nous avons construit la maquette à l’échelle 1 :400. De plus, nous avons comparé les 5 énergies renouvelables (Biomasse, géothermie, énergie hydraulique, énergie éolienne et énergie solaire) afin de déterminer l’énergie la plus appropriée pour notre maquette. En outre, nous avons réalisé une étude de faisabilité. L’analyse des quantités d’énergie consommées et produites a révélé que les énergies (hydraulique et solaire) que nous avions choisies couvrent les besoins énergétiques. Sur le marché des sciences, nous présentons notre maquette (121cm x 68cm) et l’affiche (DIN A0) qui explique les différentes énergies.





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Stand | Titel: 17. a-b) Simulateur de séismes : Ça va secouer !Erdbebensimulator: es wird schütteln!

Lehrperson: Jean Jacques Belen, Laurent Naegelen

Schüler: Pierre Blanchard, Lucas Friderich, Maxime Gross, Louis Scheideck, Nicolas Ittler, Sébastien Boukhris, Lukas Keller, Camille Bregueville

Schule: Lycée Jean Mermoz – St. Louis


Simulateur de séismes : Ça va secouer ! La région des trois frontières se trouve dans une zone sismique importante. Quelle est l'origine des séismes ? Comment mesure t-on leur intensité ? Comment construire des bâtiments parasismiques ? projet Sismo des écoles Grâce à un simulateur et des expériences, vous aurez l'occasion de répondre à ces questions et de... VIBRER pour la sismologie ! Erdbebensimulator: ihr werdet beben! Das Dreiländereck befindet sich in einer wichtigen Erdbebenzone. Woher kommen diese Erdbeben? Wie misst man ihre Stärke? Wie baut man erdbebensichere Gebäude? Mit einem Simulator und Experimenten werden ihr die Gelegenheit haben, diese Fragen zu beantworten. Seismologie, kein Grund zum erschüttern!

Stand | Titel: 18. Singende Röhren Lehrperson: Hermann Klein

Schüler: Elisa Klug

Schule: Hans-Thoma-Gymnasium Lörrach


Man nehme eine Metallröhre, ein Drahtgitter und einen Bunsenbrenner und mit etwas Übung ertönt nach dem Erhitzen des Drahtgitters in der Röhre ein lauter schiffshupenähnlicher Ton. Dieses thermoakustische Phänomen wurde erstmals im 19. Jahrhundert von dem niederländischen Physiker Pieter Leonard Rijke erforscht und später anhand des Rayleigh-Kriteriums belegt, welches besagt, dass eine Schwingung angeregt wird, wenn Druck- und Wärmeschwingungen gleichphasig sind. Der Entstehung einer stehenden Welle im Rijke-Rohr liegen zwei Komponenten zugrunde: - Die Wärmefreisetzungs- und Druckschwankungen, die in Phase ablaufen und somit laut Lord Rayleigh die Schwingung anregen.- Die Aufwärtsbewegung der Luft, die sich am warmen Gitter aufgewärmt hat, bzw. die Saugkraft des Staubsaugers. Ziel meines Projekts ist es, herauszufinden, wovon dieser Ton abhängt und wie man ihn dann abschwächen oder sogar verhindern kann, denn in technischen Brennkammern tritt er häufig als unerwünschtes Nebenprodukt auf, das das System beschädigen kann. Dazu musste ich zuerst herausfinden,





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inwiefern die Klangfarbe von der Gitterposition abhängt und ob/warum überhaupt ein Gitter in der Röhre vorhanden sein muss. Zusätzlich bleibt zu klären, welche Auswirkungen der Luftzug auf den Klang der Röhre hat. Diesen Fragen bin ich nachgegangen, indem ich Fourieranalysen der erzeugten Töne unter verschiedenen Bedingungen gemacht habe: Ich habe die Gitterposition verändert und den Luftstrom statt durch die Luftbewegung der erwärmten Luft in der vertikalen Röhre mit einem regulierbaren Staubsauger erzeugt. En chauffant un treillis en fil de fer à l’intérieur d’un tube métallique à l’aide d’un bec Bunsen on peut produire avec un peu d’entraînement un son fort, un peu comme celui d’une corne de brume. Le physicien néerlandais Pieter Leonard Rijke a exploré le premier ce phénomène thermo acoustique au 19. siècle. Il en apporta plus tard la preuve grâce au critère de Rayleigh qui dit qu’une vibration est produite lorsqu’il y a concordance entre l’oscillation de la pression et celle de la température. Deux composantes sont à l‘origine de l’onde stationnaire dans le tube Rijke : - la concordance entre les variations de la pression et celles de la chaleur dégagée qui, selon Lord Rayleigh, produit des vibrations - le mouvement ascendant de l’air chauffé par son passage au travers le treillis chaud ou bien, comme dans une autre expérience, la force d’extraction de l’aspirateur. Le but de mon projet, c’est d’explorer de quoi ce son dépend et comment on peut l’atténuer ou même éviter qu’il se produise (dans les chambres de combustion, c’est un effet secondaire indésirable qui peut endommager le système). Pour cela, j’ai dû dépister si le timbre sonore dépend de la position du treillis et si ce treillis est indispensable et si oui, pourquoi. De plus, il faut expliquer l’impact du mouvement de l'air sur le son du tube. Afin d’analyser cela, j’ai analysé les sons produits selon les méthodes Fourier dans des conditions différentes : j’ai modifié la position du treillis et j’ai provoqué l’expulsion de l’air à l’aide d’un aspirateur à puissance réglable (et non pas par le fait que l’air se réchauffe dans la grille chauffée).

Stand | Titel: 19. Indisches Waschwunder - was kann es wirklich? Lehrperson: Peter Beyer

Schüler: Angela Maidhof

Schule: Hans-Thoma-Gymnasium Lörrach/phaenovum Schülerforschungszentrum


Die so genannte Sapindus Mukorossi, oder auf deutsch Waschnuss, wird auf dem Europäischen Markt immer populärer. Kein Wunder, denn glaubt man den Importeuren, kann die Waschnuss quasi alles waschen bzw. säubern. Dennoch kennen sie viele Menschen noch nicht, und bei denen, die sie kennen, teilen sich die Meinungen. Ich werde der Frage nachgehen, was die Waschnuss wirklich kann. Dafür mache ich Waschtests, außerdem möchte ich





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die Oberflächenspannung messen (denn je niedriger diese ist, umso besser wirkt es sich auf die Waschkraft aus), und das Ergebnis mit der Rosskastanie und Seife vergleichen. Zudem werde ich Schaumproben machen, die fungizide Wirkung testen und den pH- Wert bestimmen. Ladite noix de lavage - Sapindus Mukorossi, est de plus en plus présente sur le marché européen. Ceci n’est pas surprenant si l’on croit les importateurs qui affirment que cette noix peut nettoyer quasiment tout. Néanmoins, elle reste inconnue auprès d’un grand nombre de personnes et parmi ceux qui la connaissent, il y a des opinions divergentes. Je vais analyser ce que la noix de lavage est réellement capable de faire. Pour cela, je pratique des tests de lavage en mesurant la tension superficielle de l’eau (plus celle-ci est basse, mieux est l’effet de propreté). Je compare également ces résultats avec des essais avec des marrons d’inde et du savon. Je prendrai des échantillons de mousse de lavage pour en analyser l’efficacité comme fongicide et pour déterminer le pH.

Stand | Titel: 20. La couleur des ailes des papillons Die Farbe der Schmetterling Flügeln

Lehrperson: Maxime Poyault

Schüler: Mélissa Rizzo, Guilhem Stien, Jeanne Harling.

Schule: Lycée Théodore Deck – Guebwiller


Affiche + présentation sur ordinateur + microscope (observation d'ailes de papillons) + expérience bulles de savon/ Plakat + Präsentation auf einem Laptop + mikroskopische Beobachtung von Schmetterlingsflügeln + Experiment mit Seifenblasen Exposé oral: Présentation du projet à l'aide d'un power point (différentes expériences avec vidéo) et sous titres en allemand / Mündlicher Vortrag: Präsentation des Projektes mit Hilfe einer Power Point in der mehrere Videos von den Experimenten gezeigt werden. Die Power Point ist mit deutschen Untertiteln verfügbar. Il s'agit de montrer la démarche que nous avons mis en œuvre en TPE pour comprendre et expliquer la couleur des ailes de certains papillons. Nous expliquerons le principe de diffraction de la lumière et les propriétés particulières des ailes des papillons. / Es geht darum, unsere Vorgehensweise um die Farbe der Schmetterlingsflügel zu verstehen, aufzuzeigen.





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Stand | Titel: 21. Les aurores boréales | Die Polarlichter Lehrperson: Marc Muhlenbach

Schüler: Anna-Maria Zimber, Thibaut Roost



Affiche + Expériences diverses avec aimants, limaille de fer et boussole / Plakat + verschiedene Experimente mit mehrere Magneten, Eisenspänen und mit einem Kompass Exposé oral: Bilingue allemand- français; Présentation de la démarche mise en œuvre en TPE avec au moins une vidéo de l'expérience réalisée au lycée. Si les conditions de sécurité peuvent être garanties: réalisation d'une aurore polaire lors de l'exposé. / Zweisprachig Deutsch-Französisch. Wir haben unser Experiment in der Schule realisiert und eine Aufnahme gemacht, die wir auch vorzeigen werden. Wenn die Sicherheitsbedingungen gegeben sind, können wir unser Experiment mit der Synthetisierung der Polarlichter präsentieren. A l'occasion de notre TPE nous avons étudié le phénomène des aurores boréales et nous avons tenté (et réussi) de reproduire le phénomène au laboratoire du lycée / In der Schule (TPE) haben wir die Polarlichter studiert und hatten Erfolg bei der Synthetisierung der Polarlichter im Schullabor.

Stand | Titel: 22. Les cactus / Die Kakteen Lehrperson: Maxime Poyault

Schüler: Nathan Kistler, Adèle Véniel, Ingvild Xue Flogstad



Affiche + ordinateur portable / Plakat + Laptop -Démonstration de la détermination du pourcentage d'eau d'un cactus /- Demonstration der Bestimmung des Wasserprozentsatzes eines Kaktus - Explication sur les cellules d'un cactus / Erklärung über die Zellen eines Kaktus - Explications sur les épines / Erklärung über die Dornen eines Kaktus - Explications de la localisation et de l'évolution / Erklärungen über Lokalisierung und Evolution





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Stand | Titel: 23. Bildentwicklung mit Cynaotypie Lehrperson: Elisabeth Wiegmann

Schüler: Gina Manitta, Claudia Seifer, Matea Mostarac Schule: Friedrich-Ebert-Gymnasium Sandhausen


Mit Hilfe der Cyanotypie wird ein blau-weißes Bild entwickelt, dabei nutzt man die Redoxreaktion von Eisen zum Berliner Blau. A l’aide de la cyanotypie on obtient une image en bleu et blanc en utilisant la réaction redox du fer vers le Bleu de Prusse.

Stand | Titel: 24. SPURT-Mobil – Ein Roboterrennen Lehrperson: Elisabeth Wiegmann

Schüler: Tobias Biller, Patrick Torakis, Carolin Ritter, Tanja Scholz Schule: Friedrich-Ebert-Gymnasium Sandhausen


Recycling der etwas anderen Art: Wie aus Haushaltsabfällen und Elektroschrott funktionsfähige Roboter entstehen können. Ein kleines Modellfahrzeug wird gebaut, das es schafft, eigenständig an einer Fahrbahnmarkierung entlang zu fahren. Umsetzung einer Schüler-Projekt-Idee der Universität Rostock. Recyclage d’un autre genre : Comment obtient-on des robots opérationnels en utilisant des déchets ménagers et électroniques. Les élèves ont conçu le modèle réduit d’un véhicule capable d’avancer de manière autonome le long d’une trajectoire délimitée. Adaptation d’un projet d’élèves de l’Université de Rostock.

Stand | Titel: 25. Konstruktion von medizintechnischen Implantaten, Stents Lehrperson: Dr. Doris Wolff

Schüler: Peter Ewinger, Wiebke Hopp, Anna Kaute, Alexander Reitter

Schule: Humboldt-Gymnasium Karlsruhe


Herz-Kreislauf-Erkrankungen sind die häufigste Todesursache in Europa. Das vorrangige Krankheitsbild ist dabei die Arteriosklerose, bei der es durch Verfettung und Verkalkungen zu Verengung der Arterien kommt. Mit der Zeit entstehen Plaques (Gerinsel) an den Gefäßwänden. Gefährlich wird es, wenn diese sich lösen und mit dem Blutstrom ins Gehirn und Herz getragen werden: Die Plaques können kleine Arterien verschließen und zu einem Schlaganfall





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oder einem Herzinfarkt führen. Um einen Arterienverschluss entgegenzuwirken, wird ein Stent (ein kleines Gittergerüst in Röhrchenform) als Gefäßstütze gesetzt. Die Schülerinnen und Schüler einer zehnten Klasse haben im NWT-Unterricht Stents entwickelt. Die Anforderungen eines Stents wurden erarbeitet und anschließend technisch umgesetzt. Dabei wurden die Methoden des Stanzen und des Flechtens gegenübergestellt. Wichtige Aspekte der Stentimplantation wurden dabei berücksichtigt. Die selbstexpandierenden Stents (meistens geflochtene Stents) werden im bereits expandierten Zustand gefertigt, danach kontrahiert und durch einen Einführungsdraht fixiert. Sie ähneln einer Schraubenfeder und erreichen dadurch nur geringe Stabilität in Umfangsrichtung. Dafür können sie problemlos im Gehirn implantiert werden. Die gestanzten Stents zeigen stabilere Bögen und Knoten auf, so dass sie wesentlich höhere radiale Kräfte aufnehmen können und eignen sich besonders gut als koronarer Stent. Auf dem Marktplatz stellen die Schülerinnen und Schüler die verschiedenen Stent Typen und Fertigungsverfahren vor. Les maladies cardio-vasculaires comptent parmi les causes de mortalité les plus fréquentes en Europe. Le plus souvent, les signes cliniques révèlent une artériosclérose (artères resserrées dû à une dégénérescence graisseuse ou à des calcifications). A force, de petits caillots (thrombus) s’accrochent aux parois vasculaires. Cela devient dangereux s’ils se détachent et s’ils sont transportés par le flux sanguin vers le cerveau et le cœur : Les caillots peuvent boucher les petites artères et causer un accident vasculaire cérébral ou un infarctus du myocarde. Pour prévenir que les artères se bouchent, on met un stent (petit support en forme de tube). Les élèves d’une « 10. Klasse » ont développé des stents pendant leur cours de SVT. Ils ont déterminé les exigences d’un stent pour ensuite passer à la réalisation technique. Pour cela, ils ont comparé les méthodes de l’estampage et du tressage, en tenant compte des impératifs lors de l’implantation des stents. Les stents auto-expansibles (pour la plupart des stents tressés) sont fabriqués en état d’expansion, après contractés et fixés par l’insertion d’un fil. Ils ressemblent à un ressort à boudin et ont une stabilité limitée au niveau de leur circonférence. En revanche, ils peuvent être implantés dans le cerveau sans problèmes. Les stents estampés présentent des arcs et des nœuds plus stables. Ils peuvent donc absorber des forces radiales beaucoup plus fortes et sont propice à l’implantation dans les artères coronaires. Les élèves présentent sur le marché des sciences les différents types de stents et leur fabrication respective.





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Stand | Titel: 26. L'Happyculture. Un petit film de présentation du projet avec quelques scènes en allemand.

Lehrperson: Nelly Halter, Alexandre Dumez

Schüler: Lucas Jelonek, Lucas Faninger, Lucas Heilmann, Di Meglio Marceau, Emilie Szczodrowski

Schule: Lycee Amélie Zurcher, Wittelsheim


Le projet Happyculture est né de la passion de deux professeurs du lycée pour le monde des abeilles. Ainsi, ils ont crée un groupe d'élèves volontaires autour du thème de l'apiculture. Très vite, le projet à pris de l'ampleur et de nouveaux centres d’intérêts ont vu le jour. Les élèves ont donc participé à l'élaboration d'un parc municipale autour du thème du développement durable. Ils y ont installé leurs ruches, ils y ont planté un verger comportant une grande variétés d'arbres fruitiers, ils ont planté une prairie fleuries. De plus, ils ont construit des nichoirs à oiseaux et un hôtel à insectes qu'ils proposent à la vente pour financer leurs projets. En parallèle, les élèves travaillent sur l'impact écologique de notre mode de vie ( réduction des déchets à la cantine, site de covoiturage au lycée, modification de notre mode consommation....). Le but du projet est de faire des actions concrètes dans une démarche durable. Happyculture ist dank der Leidenschaft zweier Lehrer für die Bienen entstanden. Sie haben eine Gruppe aus freiwilligen Schülern gebildet, die sich um Bienenzucht kümmert. Die Schüler haben bei der Gründung eines Gemeindeparks mitgearbeitet, dessen Thema die nachhaltige Entwicklung ist. Sie haben Bienenstöcke aufgestellt, einen Obstgarten mit vielen verschiedenen Obstbäumen angelegt und eine Blumenwiese gesät. Außerdem haben sie Brutkästen für Vögel installiert. Parallel dazu versuchen die Schüler, die negativen Auswirkungen unserer Lebensweise auf die Umwelt zu verringern ( Verminderung der Abfälle in der Schulkantine, Veränderung unserer Konsumgewohnheiten ... ) Ziel des Projekts ist es, konkrete Aktionen für eine nachhaltigere Entwicklung durchzuführen.





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Stand | Titel: 27. Ein chaotisches Wasserrad Lehrperson: Hermann Klein

Schüler: Tobias Spanke

Schule: Hans-Thoma-Gymnasium


Ein chaotisches Wasserrad besteht aus einem Rad, an dem Becher drehbar aufgehängt sind. Die Becher haben unten ein Loch, so dass eingefülltes Wasser langsam abfließt. Wird im oberen Bereich ein Zufluss installiert, welcher die sich dort befindenden Becher befüllt, so setzt sich das Rad in Bewegung. Je nach Zuflussmenge, kann die Drehbewegung des Rades nicht chaotisch oder chaotische Zustände aufweisen. Dieses interessante Phänomen möchte ich mit Hilfe eines Programmes simulieren. Ich möchte prüfen, ob eine Simulation, reale Messungen vorhersagen kann. Dazu werde ich ein Wasserrad bauen und bei verschiedenen Zuflussmengen die Richtung und Geschwindigkeit des Rades messen. Anschließend werde ein Simulationsprogramm schreiben, welches ich soweit anpasse, dass die Simulationsergebnisse mit Messungen an meinem selbst gebauten Modell eines Wasserrades übereinstimmen. Meine Simulation werde ich prüfen, in dem ich das zu einer eingestellten Zuflussmenge vorhergesagte Verhalten der Drehbewegung mit der Realität vergleiche. Une roue hydraulique chaotique est composée d’une roue sur laquelle on a accroché des gobelets en « rotation libre ». Les gobelets ont un fond troué afin que l’eau versée puisse s’écouler lentement. En mettant en place une alimentation en eau qui remplit les gobelets de la partie supérieure, la roue se met en marche. Selon la quantité d’eau versée, le mouvement de la roue peut être chaotique ou non. Je souhaite simuler ce phénomène intéressant à l’aide d’un programme. J’aimerais tester si une simulation permet de prédire des mesures réelles. Pour cela, je construis une roue hydraulique et mesure la direction et la vitesse de la roue en fonction de la quantité d’eau versée. Après, je vais créer un programme que j’adapte de manière à ce que les résultats de la simulation soient concordants avec les mesures prises avec ma maquette. Je teste ensuite la véracité de ma simulation en comparant le mouvement rotatif attendu avec une certaine quantité d’eau versée avec des mesures réelles.





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Stand | Titel: 28. Solarofen Lehrperson: Hermann Klein

Schüler: Lennard Resch, Tim Kubetzko

Schule: Hans-Thoma-Gymnasium Lörrach


Wenn Licht auf einen verspiegelten Halbzylinder trifft, bildet sich kein Brennpunkt, sondern Brennlinien, auch Kaustiken genannt. In größerem Maßstab kann dies zum Beispiel in London beim "Walkie-Talkie-Hochhaus" beobachtet werden. Der selbe Architekt konstruierte auch das Vdara Hotel in Las Vegas, bei dem die Strahlen um die Mittagszeit so gebündelt werden, dass Verbrennungen möglich sind. Dies möchten wir in verschiedenen Experimenten näher untersuchen. Wir möchten zum Beispiel den Einfallswinkel der Strahlen verändern und die Kaustiken auch mit einer Wärmebildkamera fotografieren. Si la lumière touche un demi-cylindre étamé, il ne se forme pas un foyer sinon une ligne focale, dite Caustique. On peut voir cela à grande échelle à Londres au gratte-ciel « talkie-walkie ». Le même architecte a aussi construit l’hôtel Vdara à Las Vegas où les rayons du soleil de midi sont tellement concentrés que l’on risque des brûlures. Nous voulons analyser cela dans plusieurs expériences. Nous allons p. ex. changer l’angle d'incidence des rayons et prendre des photos des caustiques à l’aide d’une caméra thermique.

Stand | Titel: 29. Wunderkerzenrotor Lehrperson: Hermann Klein

Schüler: Dennis Zisselsberger, Tim Königl



Wer kennt es nicht? - Das beruhigende Gefühl an Silvester zwischen den lauten Geräuschen der Feuerwerkskörper, einer Wunderkerze beim Brennen zuzuschauen. Dabei sprühen sie Funken in alle Richtungen weg. Aber tun sie das wirklich in alle Richtungen? Und wie heiß wird eigentlich so eine Wunderkerze? Lässt sich die bei dem Abrennvorgang freiwerdende Energie eventuell mechanisch nutzen? Diese Fragen haben wir zunächst experimentell mit Hilfe von Hochgeschwindigkeitsaufnahmen und Infrarotbildern näher untersucht. Uns ist es dabei gelungen einen Wunderkerzenrotor zu bauen, dessen Parameter wir mithilfe einer Modellbetrachtung optimieren konnten. Tout un chacun le connaît – le sentiment rassurant d’observer à nouvel an un cierge magique brûler, sur fond des bruits impressionnants des feux d'artifice





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de l’extérieur. Il bluette dans toutes les directions. Dans toutes les directions … vraiment ? L’énergie libérée lors de ce processus, peut-on l’utiliser dans la mécanique ? Nous avons exploré cette question par une approche expérimentale à l’aide de la photographie haute vitesse et de photos infrarouges. Nous avons réussi à fabriquer un « rotor à cierges magiques ». En observant le modèle réduit, nous avons pu optimiser ses paramètres.

Stand | Titel: 30. Feuertornado - Flamme mit Twist Lehrperson: Hermann Klein

Schüler: Jakob Ohm, Jannik Thoma, Max Burgert



Haben sie schon einmal einen echten Tornado gesehen? In der Natur kommen diese unter den richtigen Klimabedingungen wiederholt und vorhersagbar vor. Aber haben sie schon mal etwas von einem Feuertornado gehört? Diese sind ein noch relativ wenig verstandenes Phänomen, welches bei Großbränden vorkommt. In unserem Projekt werden wir einen Feuertornado experimentell herstellen und untersuchen. Bei uns wird die Luft durch ein Drahtgitter, dass sich um die Flammenquelle dreht, beschleunigt. Die Drehbewegung wirkt auf die Flamme und eine Feuersäule bildet sich. Ziel des Projekts ist es, zu untersuchen, wie und unter welchen Umständen der Tornado stabil wird. Wie entsteht der Tornado? Messbare Parameter sind dabei die Temperaturverteilung, Luftströmungen innerhalb des Drahtgitters und mithilfe von Videotracking sollen die Eigenschaften der Flamme untersucht werden.

Avez-vous déjà vu une fois une vraie tornade ? Sous certaines conditions climatiques celles-ci arrivent dans la nature de manière répétée et imprévisible. Mais est-ce que vous avez déjà entendu parler d’un tourbillon de feu ? Ce phénomène n’est pas encore très bien compris et se produit lors de grandes incendies. Notre projet consiste à provoquer un tourbillon de feu dans une expérience et de l’explorer. Nous accélérons l’air à l’aide d’un treillis qui tourne autour d’une source de chaleur (flammes). Le mouvement rotatif a un impact sur la flamme et produit une langue de feu. Avec ce projet nous cherchons à déterminer les conditions dans lesquelles la tornade devient stable. Comment la tornade se produit-elle ? Les paramètres que l’on peut mesurer sont la répartition de la température et le passage de l’air au travers du treillis. Nous étudions les propriétés de la flamme par le match moving (extraction d’informations de mouvement depuis une séquence vidéo)





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Stand | Titel: 31. Ist eine Lochkamera die bessere Kamera? Lehrperson: Hermann Klein

Schüler: Laura Lorenz, Sina Hartmann Schule: Hans-Thoma-Gymnasium


Jeder kennt es – man möchte schnell mit seinem Handy einen tollen Moment festhalten. Bei späterem betrachten fällt dann jedoch auf, dass das Bild unscharf ist. Welche Faktoren müssen also beachtet werden um ein optimales Bild zu erhalten? Wir haben uns gefragt, ob es eine Weise gibt zum Beispiel den Linsenfehler zu umgehen. Bei dieser Suche stießen wir auf die Lochkamera. Quellen widersprechen sich jedoch häufig, sodass wir uns entschieden das Problem selbst zu untersuchen. Dafür bauen wir einen Licht dichten Kasten mit verstellbarer Bildweite und unterschiedlichen Blendenöffnungen. Mit der Optimierung dieser Parameter resultiert ein scharfes Bild, welches wir auf Linsenfehler untersuchten.

On connaît tous cette situation : L’envie irrésistible d’immobiliser un instant de bonheur avec l’appareil photo de notre portable ! En regardant les photos un peu plus tard, on remarque souvent qu’elles sont floues. Quels facteurs faut-il prendre en considération pour obtenir une netteté optimale ? Comment peut-on, par exemple, esquiver le phénomène de l’aberration optique ? A la recherche d’une solution, nous sommes tombées sur les sténopés. Comme existe beaucoup de sources contradictoires, nous avons décidé d’analyser le problème nous-mêmes. Pour cela, nous avons construit une boîte opaque, permettant d’ajuster la largeur de l’image et de trous de différentes tailles (objectifs). Par l’optimisation de ces paramètres on obtient une image nette dont nous analyserons les aberrations optiques.

7. Trinationaler Schülerkongress - ac-strasbourg.fr · Was wäre, wenn diese Zellen einen...

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